熱膨脹系數(shù)試驗方法

本方法適用于測定各種耐熱鑄鐵在高溫空氣介質(zhì)內(nèi)的熱膨脹系數(shù)。

F.1  熱膨脹系數(shù)定義

平均線膨脹系數(shù)mean expansion coefficient：

室溫至試驗溫度間溫度每升高1℃試樣長度的相對變化率，單位10^-6/℃。

F.2  熱膨脹系數(shù)檢測設(shè)備原理

通過將被測材料放在加熱爐體內(nèi)，隨著溫度升高，材料受熱膨脹后，膨脹量通過頂桿將膨脹量傳遞到位移傳感器上。系統(tǒng)將溫度信號和變化的位移信號通過數(shù)據(jù)采集和處理分別實時地傳到PC機中，電腦按熱膨脹系數(shù)公式計算材料的熱膨脹系數(shù)。試驗設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。

F.3  熱膨脹系數(shù)檢測設(shè)備

F3.1基本硬件：加熱爐，測溫熱電偶，溫度控制器，位移傳感器，頂桿，小車，電腦，計算機軟件。

F3.2 技術(shù)要求

F3.2.1 升溫速度：2.5小時內(nèi)達極限溫度（1200℃），可程序升溫，也可根據(jù)需要手動調(diào)節(jié)。

F3.2.2 試樣管為剛玉。
F3.2.3 位移測量誤差：≤0.01mm

F3.2.4溫度記錄值誤差：±1℃﹪

F3.2.4可連接計算機實現(xiàn)全自動測試，有系統(tǒng)補償功能并附分析軟件。

F.4  試樣形狀尺寸及準備

F.4.1 試樣尺寸

截面：寬×厚=16×4～6㎜ 、或直徑=Φ6～10㎜、或正方形邊長=6～10㎜；

長：  L=50±0.5㎜

F.4.2 制樣

從檢測部位垂直地切取試樣，試樣的兩端應(yīng)互相平行，試樣兩端面粗糙度不低于6.3，試樣的長度方向粗糙度可以低于12.5

F.5  檢測步驟

F.5.1用游標卡尺測量試樣長度L₀，精確到0.02mm。

F.5.2記錄室溫t₀。

F.5.3將試樣裝在試樣管中固定不動。

F.5.4移動小車，使試樣處于電阻爐爐膛的中部。

F.5.4升溫并記錄溫度t及位移傳感器的長度L_t。

F.6  結(jié)果計算

從室溫至試驗溫度的平均線膨脹系數(shù)按式（1）計算：

                                   L_t－ L₀

                              α＝—————     。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1）

                                  L₀×（t－t₀）

式中：α——試樣的平均線膨脹系數(shù)，10^-6/℃；

      L₀——試樣在室溫下的長度，mm；

         L_t——試樣加熱至試驗溫度t時的長度，mm；

      t ——試驗溫度，℃；

      t₀——室溫，℃。